Закономерности пространственного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове (на примере агросерых почв центральной части Русской равнины)

• Автор: Архангельская, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 375 с. : ил.

Введение
Содержание

Глава 1. Современные представления о температурном поле почв и закономерностях его формирования. Краткий обзор
1.1. Факторы формирования температурного поля почв
1.2. Тепловые свойства почвы и их связь с основными физическими свойствами
1.2.1. Теплоемкость почвы
1.2.2. Теплопроводность и температуропроводность почвы
1.3. Методы расчетной оценки тепловых свойств почвы по ее основным свойствам
1.3.1. Метод расчетной оценки теплоемкости почвы
1.3.2. Современные методы расчетной оценки теплопроводности и температуропроводности почвы
1.4. Современные подходы к математическому моделированию температурного режима почв
Глава 2. Объекты и методы исследований
2.1. Агросерые почвы Владимирского ополья (Суздальский р-н Владимирской обл.)
2.1.1. Экспериментальные участки и их взаимное расположение
2.1.1.1. Методика отбора образцов для лабораторных исследований
2.1.1.2. Методика проведения режимных наблюдений
2.1.1.3. Методика исследований латеральной изменчивости температуры в почвенном покрове
2.2. Агросерые почвы правобережья р. Оки (Серпуховской р-н Московской обл.)
2.2.1. Экспериментальный участок. Методика проведения полевых

измерений и отбора образцов для лабораторных исследований
2.3. Дерново-подзолистая почва (пос. Чашниково Московской обл.)
2.3.1. Экспериментальные площадки. Методика отбора образцов
для лабораторных исследований
2.3.2. Методика проведения полевых наблюдений
2.4. Модельные почвы в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ
2.4.1. Экспериментальные площадки
2.4.2. Методика проведения режимных наблюдений и отбора образцов для лабораторных исследований
2.5. Методика проведения лабораторных исследований
2.5.1. Определение температуропроводности почвы методом регулярного режима
2.5.1.1. Теоретические основы метода регулярного режима
2.5.1.2. Практическая реализация метода регулярного режима
2.5.1.3. Варианты осуществленных модификаций методики проведения лабораторных экспериментов по методу регулярного режима
2.5.2. Лабораторные методы определения основных почвенных свойств
2.5.2.1. Метод лазерной дифрактометрии
2.6. Методика проведения расчетов
2.6.1. Методика параметризации экспериментальных зависимостей температуропроводности от влажности
2.6.2. Методы статистического анализа данных
2.6.3. Расчетные методы определения температуропроводности
почвы по полевым данным
2.6.4. Методика моделирования температурного режима почвы
Глава 3. Температуропроводность исследованных почв

3.1. Температуропроводность агросерых почв Владимирского ополья (Суздальский р-н Владимирской обл.)
3.2. Температуропроводность дерново-подзолистой почвы (УОПЭЦ «Чашниково», Солнечногорский р-н Московской обл.)
3.3. Температуропроводность модельных почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ
3.4. Соотношение между лабораторными характеристиками и температуропроводностью почвы in situ
Глава 4. Результаты полевых исследований
4.1. Результаты полевых исследований для комплекса агросерых почв Владимирского ополья (Суздальский р-н Владимирской обл.)
4.1.1. Результаты режимных наблюдений
4.1.1.1. Суточная динамика температуры агросерых почв на площадках «Сутки-1, 2»
4.1.1.2. Годовая динамика температуры агросерых почв на "
площадках «Сезон-1, 2»
4.1.1.3. Годовая динамика температуры агросерых почв на
участке «Поле 3»
4.1.2. Результаты исследований латеральной изменчивости температуры агросерых почв в почвенном покрове Владимирского ополья
4.1.2.1. Распределение температуры агросерых почв вдоль трансекты между площадками «Сезон-1» и «Сезон-2»
4.1.2.2. Изменчивость температуры агросерых почв на участке «Поле 2»
4.1.2.3. Латеральная изменчивость температуры агросерых почв
в масштабе сельскохозяйственного поля
4.1.2.4. Латеральная изменчивость температуры агросерых почв
в масштабе опытной делянки

расстояний между молекулами соседних агрегатов. Поэтому наиболее узкими местами при переносе тепла по кондуктивной цепочке являются межагрегатные контакты, а величина кондуктивной теплопроводности сухой почвы в значительной мере определяется площадью последних. При увлажнении почвы в местах стыка почвенных частиц образуются водные манжеты, существенно увеличивающие площадь контакта. Связанные молекулы воды в манжетах вносят свой вклад в кондуктивную теплопроводность почвы. Таким образом, в кондуктивном переносе тепла участвуют две почвенные фазы: твердая и жидкая.
Конвекция связана с перемещением внутрипочвенного воздуха и влаги относительно порового пространства и переносом их внутренней энергии с последующим теплообменом с неподвижной частью почвы. Примером конвективного теплообмена может служить просачивание в почву холодной влаги осадков, ведущее к охлаждению почвы. Наоборот, поступление в почву горячей воды из охладительной системы электростанций приводит к повышению температуры почвы и является одним из приемов тепловой мелиорации. Конвективный теплообмен может и не быть связан с поступлением влаги извне. В определенном диапазоне увлажнения, соответствующем подвижной почвенной влаге, может происходить активное перемещение почвенной влаги в направлении, обратном температурному градиенту. Перемещение жидкой влаги происходит благодаря капиллярному и пленочному механизмам. Капиллярное движение почвенной влаги определяется уменьшением поверхностного натяжения с ростом температуры и, соответственно, уменьшением капиллярного всасывания. С изменением натяжения при изменении температуры связано и перемещение почвенной влаги по пленкам на поверхности почвенных частиц в сторону большего поверхностного натяжения. Поступление влаги изначально иной температуры в некоторый объем почвы и теплообмен поступившей влаги с почвой, находящейся в данном объеме, приводит к перераспределению тепла в почве в целом. В конвективном переносе тепла может участвовать не